專利名稱：雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷空調(diào)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種基于吸附一再吸附過(guò)程的 雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)。
技術(shù)背景在整個(gè)能源消耗中，建筑能耗占有很大比例，其中制冷空調(diào)約占建筑能耗的 85%以上，尤其近些年隨著生活水平的提高，人們對(duì)舒適性空調(diào)的需求量不斷增 加，致使制冷空調(diào)的耗電比例迅速增加，夏季甚至需拉閘限電，因此，在制冷空 調(diào)領(lǐng)域?qū)嵤└咝Ч?jié)能技術(shù)的意義非常重大；此外，每年大量的低品位余熱(如廢 熱、工業(yè)余熱等)得不到合理利用而被排放，造成大量能源浪費(fèi)。固體吸附式制 冷作為一種可有效利用太陽(yáng)能和低品位余熱的綠色制冷技術(shù)，已成為國(guó)內(nèi)外制冷 空調(diào)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，固體吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)制冷機(jī)理的不同可分為吸附制冷循環(huán)和 再吸附制冷循環(huán)。前者利用制冷劑的蒸發(fā)相變潛熱來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷，因在吸附制冷循 環(huán)中加熱吸附劑解吸所需的解吸熱遠(yuǎn)大于制冷劑的蒸發(fā)潛熱，導(dǎo)致系統(tǒng)的工作性 能較低；再吸附制冷循環(huán)中采用兩種不同的化學(xué)吸附劑，利用低溫反應(yīng)器中吸附 劑在解吸過(guò)程中吸收的解吸熱實(shí)現(xiàn)制冷，由于解吸熱通常約為制冷劑蒸發(fā)潛熱的 兩倍，因此再吸附制冷循環(huán)相對(duì)吸附制冷循環(huán)可有效提高系統(tǒng)的工作性能。無(wú)論 是吸附制冷循環(huán)還是再吸附制冷循環(huán)，其不足之處是基本型循環(huán)的制冷過(guò)程均是 間歇的，且都存在一次高溫解吸熱輸入， 一次制冷量(蒸發(fā)相變潛熱制冷或解吸 熱制冷)輸出，即高溫解吸熱的輸入和制冷量的輸出在循環(huán)次數(shù)上是相等的，只 是能量數(shù)量不同而己，因此，這種熱量輸入和制冷量輸出的方式在一定程度上限 制了吸附、再吸附制冷循環(huán)中系統(tǒng)工作性能的提高。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的公開文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前提高固體吸附式制冷工作性能的主 要措施是采用強(qiáng)化換熱和回?zé)峄刭|(zhì)技術(shù)，而不是以改進(jìn)傳統(tǒng)固體吸附式制冷循環(huán)方式為主要手段，例如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N01111038.4的"獨(dú)立加熱/回?zé)?回質(zhì) /冷卻的多效吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)"專利，即是通過(guò)采用回?zé)峄刭|(zhì)技術(shù)來(lái)提高固體 吸附式制冷循環(huán)的工作性能；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410025398.0的"基于分離 熱管的高效可靠的吸附制冷機(jī)"專利，即是通過(guò)采用熱管強(qiáng)化換熱技術(shù)來(lái)提高制 冷系統(tǒng)的工作性能；并沒有涉及新型固體吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的開發(fā)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)吸附制冷循環(huán)和再吸附制冷循環(huán)的不足，提供一 種基于吸附一再吸附過(guò)程的雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)中，每輸入一 次高溫解吸熱就可以得到兩次制冷量的輸出，相對(duì)基本型吸附制冷循環(huán)和再吸附 制冷循環(huán)，本發(fā)明不僅可提高固體吸附式制冷循環(huán)的工作性能，還能解決基本型 制冷過(guò)程的不連續(xù)問(wèn)題。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括高溫反應(yīng)器、高溫反應(yīng)器 加熱及冷卻盤管、高溫調(diào)節(jié)閥、冷凝器、冷凝器換熱盤管、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、蒸 發(fā)器換熱盤管、低溫調(diào)節(jié)閥、低溫反應(yīng)器、低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管、再吸附 調(diào)節(jié)閥、兩種不同的金屬氯化物吸附劑(其中高溫反應(yīng)器內(nèi)填充高溫反應(yīng)金屬氯化 物吸附劑，低溫反應(yīng)器內(nèi)填充低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑)。高溫反應(yīng)器出口與高溫調(diào)節(jié)閥進(jìn)口連接，高溫調(diào)節(jié)閥出口與冷凝器進(jìn)口連接， 冷凝器出口與節(jié)流闊進(jìn)口連接，節(jié)流閥出口與蒸發(fā)器進(jìn)口連接，蒸發(fā)器出口與低 溫調(diào)節(jié)閥進(jìn)口連接，低溫調(diào)節(jié)閥出口與低溫反應(yīng)器進(jìn)口連接，低溫反應(yīng)器出口與 再吸附調(diào)節(jié)閥進(jìn)口連接，再吸附調(diào)節(jié)閥出口與高溫反應(yīng)器進(jìn)口連接。高溫反應(yīng)器 中填裝高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑、并安裝加熱及冷卻盤管，冷凝器中安裝冷凝 器換熱盤管，蒸發(fā)器中安裝蒸發(fā)器換熱盤管，低溫反應(yīng)器中填裝低溫反應(yīng)金屬氯 化物吸附劑、并安裝加熱及冷卻盤管。本發(fā)明的工作過(guò)程包括四個(gè)大的過(guò)程錯(cuò)誤！未找到引用源。高溫反應(yīng)器中高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑的加熱解吸 過(guò)程。在加熱解吸過(guò)程中，關(guān)閉高溫反應(yīng)器與低溫反應(yīng)器之間的再吸附調(diào)節(jié)閥， 通過(guò)高溫反應(yīng)器中的加熱盤管對(duì)反應(yīng)器中的高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑進(jìn)行加 熱，當(dāng)吸附劑的溫度上升到解吸溫度后，開啟高溫反應(yīng)器與冷凝器之間的高溫調(diào) 節(jié)閥，制冷劑從吸附劑中解吸出來(lái)，完成解吸過(guò)程。錯(cuò)誤！未找到引用源。制冷劑的冷凝和節(jié)流過(guò)程。從高溫反應(yīng)器中解吸出來(lái) 的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量凝結(jié)成液態(tài)制冷劑，然后流經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流形成 低溫低壓的液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，完成制冷劑的凝結(jié)及節(jié)流過(guò)程。錯(cuò)誤！未找到引用源。低溫反應(yīng)器中低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑的冷卻吸附 過(guò)程。在冷卻吸附過(guò)程中，仍然關(guān)閉高溫反應(yīng)器與低溫反應(yīng)器之間的再吸附調(diào)節(jié) 閥，通過(guò)低溫反應(yīng)器的冷卻盤管對(duì)反應(yīng)器中的低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑進(jìn)行冷 卻，當(dāng)吸附劑的溫度降低到吸附溫度后，打開低溫反應(yīng)器與蒸發(fā)器之間的低溫調(diào) 節(jié)閥，低溫反應(yīng)器中的低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑開始對(duì)制冷劑進(jìn)行吸附，制冷 劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)相變產(chǎn)生制冷效果，這是本發(fā)明雙重吸附式循環(huán)系統(tǒng)中的第一 次冷量輸出。錯(cuò)誤！未找到引用源。低溫反應(yīng)器與高溫反應(yīng)器之間的再吸附制冷過(guò)程。在 再吸附過(guò)程中，高溫反應(yīng)器與冷凝器之間的高溫調(diào)節(jié)閥和低溫反應(yīng)器與蒸發(fā)器之 間的低溫調(diào)節(jié)閥均關(guān)閉，高溫反應(yīng)器因解吸過(guò)程完成后具有較強(qiáng)的吸附性能，同 時(shí)，低溫反應(yīng)器因吸附過(guò)程完成后已達(dá)到吸附飽和狀態(tài)，利用冷卻盤管對(duì)高溫反 應(yīng)器內(nèi)的高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑進(jìn)行冷卻使其溫度降低，當(dāng)高溫反應(yīng)器中吸 附劑的溫度下降到吸附溫度后，高溫反應(yīng)器與低溫反應(yīng)器之間的再吸附調(diào)節(jié)閥打 開，此時(shí)，高溫反應(yīng)器內(nèi)高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑發(fā)生高溫下的吸附反應(yīng)，低 溫反應(yīng)器內(nèi)低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑發(fā)生低溫下的解吸過(guò)程，其中高溫反應(yīng)器 的吸附熱由冷卻盤管中的冷卻水帶走，而低溫反應(yīng)器的解吸熱由加熱盤管中的冷 媒水提供，而被降溫的冷媒水用于空調(diào)制冷，從而實(shí)現(xiàn)再吸附制冷，這是本發(fā)明 雙重吸附式循環(huán)系統(tǒng)中的第二次冷量輸出。本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和積極的效果其一，雙重吸附式制冷系統(tǒng)在每次循 環(huán)過(guò)程中，僅對(duì)高溫反應(yīng)器輸入一次高溫解吸熱，就能實(shí)現(xiàn)兩次制冷量的輸出， 即低溫反應(yīng)器與蒸發(fā)器之間發(fā)生的制冷劑相變潛熱制冷和高溫反應(yīng)器與低溫反應(yīng) 器之間發(fā)生的再吸附制冷。其二，雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的基本型循環(huán)可實(shí)現(xiàn) 連續(xù)制冷，當(dāng)高溫反應(yīng)器加熱解吸時(shí)，低溫反應(yīng)器與蒸發(fā)器之間發(fā)生制冷劑相變 潛熱制冷；當(dāng)高溫反應(yīng)器解吸完畢時(shí)，低溫反應(yīng)器吸附飽和，由原來(lái)低溫反應(yīng)器 與蒸發(fā)器間的相變制冷切換為低溫反應(yīng)器和高溫反應(yīng)器之間的再吸附制冷。其三， 雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)具有較大的制冷能力。與吸附循環(huán)相比，制冷能力高出利用解吸熱產(chǎn)生的制冷量；與再吸附循環(huán)相比，其制冷能力高出制冷劑蒸發(fā)潛熱 的制冷量。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。其中l(wèi)是高溫反應(yīng)器，2是高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，3是高溫反應(yīng)金屬 氯化物吸附劑，4是高溫調(diào)節(jié)閥，5是冷凝器，6是冷凝器換熱盤管，7是節(jié)流閥， 8是蒸發(fā)器，9是蒸發(fā)器換熱盤管，IO是低溫調(diào)節(jié)閥，ll是低溫反應(yīng)器，12是低 溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，13是低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑，14是再吸附調(diào)節(jié)闊。圖中實(shí)線箭頭方向表示制冷劑的流動(dòng)方向，虛線箭頭方向表示盤管中傳熱流 駄的—流鄉(xiāng)向。-具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括高溫反應(yīng)器l、高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管2、高 溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑3、高溫調(diào)節(jié)閥4、冷凝器5、冷凝器換熱盤管6、節(jié)流 閥7、蒸發(fā)器8、蒸發(fā)器換熱盤管9、低溫調(diào)節(jié)閥IO、低溫反應(yīng)器ll、低溫反應(yīng)器 加熱及冷卻盤管12、低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑13、再吸附調(diào)節(jié)閥14。高溫反應(yīng)器1出口與高溫調(diào)節(jié)閥4進(jìn)口連接，高溫調(diào)節(jié)閥4出口與冷凝器5 進(jìn)口連接，冷凝器5出口與節(jié)流閥7進(jìn)口連接，節(jié)流閥7出口與蒸發(fā)器8進(jìn)口連 接，蒸發(fā)器8出口與低溫調(diào)節(jié)閥IO進(jìn)口連接，低溫調(diào)節(jié)閥10出口與低溫反應(yīng)器 ll進(jìn)口連接，低溫反應(yīng)器ll出口與再吸附調(diào)節(jié)閥14進(jìn)口連接，再吸附調(diào)節(jié)閥14 出口與高溫反應(yīng)器1進(jìn)口連接。高溫反應(yīng)器1中安裝高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管2， 冷凝器5中安裝冷凝器換熱盤管6，蒸發(fā)器8中安裝蒸發(fā)器換熱盤管9，低溫反應(yīng) 器11中安裝低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管12。高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑3填裝 于高溫反應(yīng)器l內(nèi)，低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑13填裝于低溫反應(yīng)器11內(nèi)。所述高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑3工作溫度高于低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑13。所述高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑3在每次循環(huán)過(guò)程中，由外界高溫?zé)嵩摧斎?解吸熱。本系統(tǒng)中，制冷劑的流動(dòng)均是單向的，制冷劑依次經(jīng)過(guò)高溫反應(yīng)器l、冷凝器 5、蒸發(fā)器8、低溫反應(yīng)器ll，再回到高溫反應(yīng)器l，形成一個(gè)環(huán)狀的流動(dòng)循環(huán)回路。進(jìn)行加熱解吸時(shí)，打開高溫調(diào)節(jié)閥4，關(guān)閉再吸附調(diào)節(jié)閥14，利用高溫反應(yīng) 器加熱盤管2對(duì)高溫反應(yīng)器1中的高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑3進(jìn)行加熱解吸； 解吸出的制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器5并與冷凝器換熱盤管6進(jìn)行換熱，冷卻成液態(tài) 的制冷劑流經(jīng)節(jié)流閥7進(jìn)入蒸發(fā)器8。進(jìn)fflff悄'j冷時(shí)；打開-低1Si周節(jié)銜io，,擁1&溫反應(yīng)l—n中附氏溫反應(yīng)器冷卻盤管12對(duì)低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑13進(jìn)行冷卻吸附，蒸發(fā)器8中的低溫低 壓液態(tài)制冷劑在低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑13的吸附作用下發(fā)生相變吸收蒸發(fā) 器換熱盤管9中傳熱流體水的熱量，產(chǎn)生冷媒水，實(shí)現(xiàn)雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng) 中的第一次冷量輸出。進(jìn)行再吸附制冷時(shí)，關(guān)閉高溫調(diào)節(jié)閥4和低溫調(diào)節(jié)閥10，利用高溫反應(yīng)器冷 卻盤管2對(duì)高溫反應(yīng)器1中的高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑3進(jìn)行冷卻，當(dāng)高溫反 應(yīng)金屬氯化物吸附劑3的溫度下降到吸附溫度時(shí)，打開再吸附調(diào)節(jié)閥14，高溫反 應(yīng)器1內(nèi)高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑發(fā)生高溫下的吸附反應(yīng)，低溫反應(yīng)器11內(nèi)低 溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑發(fā)生低溫下的解吸過(guò)程。高溫反應(yīng)器1中高溫反應(yīng)金屬 氯化物吸附劑3釋放的吸附熱通過(guò)高溫反應(yīng)器冷卻盤管2中的傳熱流體水帶走， 低溫反應(yīng)器11中低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑13向低溫反應(yīng)器加熱盤管12中的傳 熱流體水吸收熱量，而被降溫的冷媒水用于空調(diào)制冷，實(shí)現(xiàn)雙重吸附式制冷循環(huán) 系統(tǒng)中的第二次冷量輸出。
權(quán)利要求
1、一種雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括高溫反應(yīng)器(1)、高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管(2)、高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑(3)、高溫調(diào)節(jié)閥(4)、冷凝器(5)、冷凝器換熱盤管(6)、節(jié)流閥(7)、蒸發(fā)器(8)、蒸發(fā)器換熱盤管(9)、低溫調(diào)節(jié)閥(10)、低溫反應(yīng)器(11)、低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管(12)、低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑(13)、再吸附調(diào)節(jié)閥(14)，其特征在于高溫反應(yīng)器(1)出口與高溫調(diào)節(jié)閥(4)進(jìn)口連接，高溫調(diào)節(jié)閥(4)出口與冷凝器(5)進(jìn)口連接，冷凝器(5)出口與節(jié)流閥(7)進(jìn)口連接，節(jié)流閥(7)出口與蒸發(fā)器(8)進(jìn)口連接，蒸發(fā)器(8)出口與低溫調(diào)節(jié)閥(10)進(jìn)口連接，低溫調(diào)節(jié)閥(10)出口與低溫反應(yīng)器(11)進(jìn)口連接，低溫反應(yīng)器(11)出口與再吸附調(diào)節(jié)閥(14)進(jìn)口連接，再吸附調(diào)節(jié)閥(14)出口與高溫反應(yīng)器(1)進(jìn)口連接，高溫反應(yīng)器(1)中設(shè)有高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管(2)，冷凝器(5)中設(shè)有冷凝器換熱盤管(6)，蒸發(fā)器(8)中設(shè)有蒸發(fā)器換熱盤管(9)，低溫反應(yīng)器(11)中設(shè)有低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管(12)，高溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑(3)填裝于高溫反應(yīng)器(1)內(nèi)，低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑(13)填裝于低溫反應(yīng)器(11)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，所述高溫反 應(yīng)金屬氯化物吸附劑(3)工作溫度高于低溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，所述高 溫反應(yīng)金屬氯化物吸附劑(3)在每次循環(huán)過(guò)程中，由外界高溫?zé)嵩摧斎胍淮谓馕?熱，實(shí)現(xiàn)兩次制冷過(guò)程。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征是，制冷劑的流 動(dòng)均是單向的，制冷劑依次經(jīng)過(guò)所述高溫反應(yīng)器(l)、冷凝器(5)、蒸發(fā)器(8)、低 溫反應(yīng)器(ll)，再回到高溫反應(yīng)器(l)，形成一個(gè)環(huán)狀的流動(dòng)循環(huán)回路。
全文摘要
一種雙重吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)，屬于制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中，高溫反應(yīng)器出口與高溫調(diào)節(jié)閥進(jìn)口連接，高溫調(diào)節(jié)閥出口與冷凝器進(jìn)口連接，冷凝器出口與節(jié)流閥進(jìn)口連接，節(jié)流閥出口與蒸發(fā)器進(jìn)口連接，蒸發(fā)器出口與低溫調(diào)節(jié)閥進(jìn)口連接，低溫調(diào)節(jié)閥出口與低溫反應(yīng)器進(jìn)口連接，低溫反應(yīng)器出口與再吸附調(diào)節(jié)閥進(jìn)口連接，再吸附調(diào)節(jié)閥出口與高溫反應(yīng)器進(jìn)口連接。高溫反應(yīng)器中安裝高溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管，冷凝器、蒸發(fā)器中分別安裝換熱盤管，低溫反應(yīng)器中安裝低溫反應(yīng)器加熱及冷卻盤管。兩種不同的金屬氯化物吸附劑分別填裝于高溫、低溫反應(yīng)器內(nèi)。本發(fā)明不僅提高了吸附式制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作性能，且解決了基本型制冷過(guò)程的不連續(xù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)F25B17/08GK101240951SQ20081003428
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者吳靜怡, 李廷賢, 王麗偉, 王如竹 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)